高分子・複合材料

ポリ塩化ビニル(PVC)に可塑剤を加えると、ガラス転移温度Tgと材料の性質はどうなるか。

  1. ATgが上がり、室温で硬くもろくなる
  2. BTgが下がり、室温で軟らかくなる
  3. CTgは変わらず、結晶の融点だけが下がる
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正解:B. Tgが下がり、室温で軟らかくなる

可塑剤は分子鎖のあいだに入り込んで分子鎖どうしの相互作用を弱め、自由体積を増やすので、セグメント運動が起こりやすくなってTgが下がります。硬質PVCのTgは約80℃ですが、可塑剤を加えるとTgが室温より低くなり、ホースや電線の被覆に使われる軟質PVCになります。Tgを上げて硬くするのは、架橋の導入、剛直な芳香環の導入、分子量の増大などです。PVCは結晶化度が低く、可塑剤の効果は主に非晶部のTgの低下として現れるので、融点だけが下がるのではありません。可塑剤が時間とともに表面へしみ出すと、材料が硬くなったり周囲を汚したりします。

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